微電網(wǎng)技術(shù)深度剖析
5.4微電網(wǎng)孤島運(yùn)行
當(dāng)電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí),為了使所隔離的故障區(qū)盡可能小,微電網(wǎng)中保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)尤為重要。特別需要指出的是,由于微電網(wǎng)的電源大多為電力電子型設(shè)備,所發(fā)出的電力通過(guò)逆變器與網(wǎng)絡(luò)連接,故障時(shí)僅提供很小的短路電流(例如2被于正常負(fù)荷電流),難以啟動(dòng)常規(guī)的過(guò)電流保護(hù)裝置。因此,保護(hù)裝置和策略就應(yīng)相應(yīng)地修改,如采用阻抗型、零序電流型、差分型或電壓型繼電保護(hù)裝置。此外,微電網(wǎng)的接地系統(tǒng)必須仔細(xì)設(shè)計(jì),以免微電網(wǎng)解列時(shí)繼電保護(hù)誤動(dòng)作。
5.5微電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)
微電網(wǎng)被定義為發(fā)電和負(fù)荷的集合,而通常負(fù)荷不僅包括了電負(fù)荷,還包括熱和冷負(fù)荷,即熱電聯(lián)供和熱電冷三聯(lián)供。因此,微電網(wǎng)不僅要發(fā)電,而且要利用發(fā)電的余熱以提高總體效率。能量管理系統(tǒng)(EnergyManagementSystem,EMS)的目的即為作出決策以最優(yōu)地利用發(fā)電產(chǎn)生的電和熱(冷)。該決策的依據(jù)為當(dāng)?shù)卦O(shè)備對(duì)熱量的需求、氣候的情況、電價(jià)、燃料成本等。
能量管理系統(tǒng)的調(diào)度控制功能:能量管理系統(tǒng)是為整個(gè)微電網(wǎng)服務(wù)的,即為系統(tǒng)級(jí)的,由此首要任務(wù)是將設(shè)備控制和系統(tǒng)控制加以明確區(qū)分,使各自的作用和功能簡(jiǎn)單明了。微型汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、頻率、機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)(微電源)的功率因數(shù)等應(yīng)由微電源來(lái)控制,他們依據(jù)就地信號(hào)。CERTS的模型中,EMS只調(diào)度系統(tǒng)的潮流和電壓。潮流調(diào)度時(shí)需考慮燃料成本、發(fā)電成本、電價(jià)、氣候條件等。EMS僅控制微電網(wǎng)內(nèi)某些關(guān)鍵母線的電壓幅值,并由多個(gè)微電源的控制器配合完成,與配電網(wǎng)相聯(lián)的母線電壓應(yīng)由所聯(lián)上級(jí)配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)來(lái)控制。
除了上述基本功能外,EMS還具有其他一些功能,如當(dāng)微電網(wǎng)與配電網(wǎng)解列后微電網(wǎng)應(yīng)配備快速切負(fù)荷的功能,以使微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電與負(fù)荷平衡;由于微電源同時(shí)供給電、熱等負(fù)荷,調(diào)度時(shí)應(yīng)同時(shí)兼顧,一般情況下往往采取“以熱定電”的原則,即滿足用戶對(duì)熱負(fù)荷需求的條件下再進(jìn)行電量的調(diào)度;微電網(wǎng)中應(yīng)配備一些儲(chǔ)能設(shè)備,如蓄電池、超級(jí)電容、飛輪等。
EMS的功能自然首先應(yīng)針對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)需求,如潮流和電壓調(diào)度、電能質(zhì)量和可靠性、提高運(yùn)行的效率和經(jīng)濟(jì)性、降低污染排放等,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看它還可對(duì)配電網(wǎng)提供一些輔助服務(wù)和可靠性服務(wù),特別是微電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的一個(gè)組成部分,可起到一定的負(fù)荷響應(yīng)的作用。此外,由于微電網(wǎng)本身位于用戶側(cè),這些用戶可能為中心商業(yè)區(qū)(CBD)、學(xué)校、工廠等,它們本來(lái)就有供熱、通風(fēng)、空調(diào)等過(guò)程控制系統(tǒng),未來(lái)的EMS有可能成為這些系統(tǒng)以及當(dāng)?shù)匕l(fā)電、儲(chǔ)能等的總調(diào)度系統(tǒng)。
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